钴铬钼粉

CoCrMo 是一种钴铬钼合金粉末,广泛应用于需要耐磨性和生物相容性的生物医学、牙科、航空航天和工业应用领域的金属增材制造。

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目录

钴铬钼粉概述

CoCrMo 是一种钴铬钼合金粉末,广泛应用于需要耐磨性和生物相容性的生物医学、牙科、航空航天和工业应用领域的金属增材制造。

本文详细介绍了 CoCrMo 粉末的成分、特性、AM 工艺参数、应用、规格、供应商、处理、检验、比较、优缺点和常见问题。关键信息以易于参考的表格形式呈现。

钴铬钼粉的成分

钴铬钼合金粉的成分为

要素 重量 % 目的
58-69 基质元素,生物相容性
26-30 耐腐蚀、耐磨损
5-7 强度、耐磨性
0.05-0.35 硬质合金成形器
1 最大值 脱氧剂
1 最大值 脱氧剂
0.75 最大值 污染限度

高含量的钴具有生物相容性,而铬和钼则赋予其强度和耐磨性。

钴铬钼粉的特性

钴铬钼粉的主要特性包括

物业 说明
生物兼容性 与人体组织的兼容性极佳
耐磨性 高耐磨性和抗滑动磨损性
耐腐蚀性 耐体液和许多化学品
实力 加工硬化后拉伸强度高达 1310 兆帕
硬度 时效硬化时硬度可达 54 HRC
疲劳强度 适用于循环动态负载

这种特性可用于承重植入物和装置。

钴铬钼粉末的 AM 工艺参数

印刷钴铬钼粉的典型参数包括

参数 典型值 目的
层高 20-50 μm 分辨率与构建速度
激光功率 150-400 W 无汽化的熔化条件
扫描速度 400-1200 毫米/秒 密度与生产率
舱口间距 80-120 μm 机械性能
支持 树形或格子形 悬臂、内部通道
热等静压 1220°C,100 兆帕,3 小时 消除气孔

根据密度、微观结构、成型率和后处理要求定制参数。

3D 打印钴铬钼合金部件的应用

AM CoCrMo 部件可用于:

行业 应用
医疗 膝/髋关节植入物、牙冠、手术工具
航空航天 涡轮叶片、发动机部件
汽车 阀座、涡轮增压器轮毂
工业 耐磨工具、法兰、密封件
石油和天然气 阀门部件、泵

与锻造钴铬钼合金相比,其优点包括复杂的几何形状、定制植入体、降低成本和缩短交货时间。

AM 用 CoCrMo 粉末的规格

钴铬钼粉必须符合严格的规格要求:

参数 规格
粒度范围 15-45 μm 典型值
粒子形状 球形形态
表观密度 > 4 克/立方厘米
水龙头密度 > 6 克/立方厘米
霍尔流量 > 23 秒(50 克
纯净 >99.9%
氧气含量 <1000 ppm

可定制尺寸分布和控制水分含量。

钴铬钼粉供应商

信誉良好的钴铬钼粉供应商包括

供应商 地点
木匠添加剂 美国
山特维克鹗 英国
Erasteel 瑞典
AP&C 加拿大
LPW 技术 英国
Arcam AB 瑞典

根据质量和订单量,定价从 $50/kg 到 $120/kg 不等。

钴铬钼粉的处理和储存

作为一种活性材料,谨慎处理 CoCrMo 粉末至关重要:

  • 将密封容器存放在远离湿气、酸性物质和火源的地方
  • 防止暴露于空气中,使用惰性气体衬垫
  • 将设备接地以消除静电
  • 避免灰尘积聚,使用除尘设备
  • 建议进行局部通风
  • 遵守安全数据表中的注意事项

正确的技术可确保最佳的粉末状态。

钴铬钼粉的检验和测试

质量检测方法包括

方法 测试参数
筛分分析 粒径分布
扫描电子显微镜成像 颗粒形态
EDX 化学和成分
XRD 存在的阶段
Pycnometry 密度
霍尔流量 粉末流动性

根据 ASTM 标准进行的测试可验证粉末质量和批次一致性。

CoCrMo 与其他合金粉的比较

CoCrMo 与其他合金的比较如下:

合金 生物兼容性 实力 费用 可印刷性
钴铬钼合金 优秀 中型 中型 良好
钛合金 Ti64 良好 公平
不锈钢 316L 良好 中型 中型 优秀
铬镍铁合金 718 贫穷 良好

在许多应用中,钴铬钼合金都是生物相容性、强度和可印刷性的最佳组合。

用于 AM 的 CoCrMo 粉末的优缺点

优点 缺点
优异的生物相容性和耐腐蚀性 高温能力有限
极佳的耐磨性 印刷过程中容易产生气孔
可随时进行 3D 打印和焊接 需要在受控气氛下处理
与钛合金相比具有成本优势 经常需要后期处理
可与锻造材料特性相匹配 断裂韧性低于不锈钢

CoCrMo 可实现功能性金属植入物和部件,但加工要求受到控制。

有关钴铬钼粉的常见问题

问:什么粒度范围最适合 3D 打印 CoCrMo 合金?

答:典型范围为 15-45 微米。它具有良好的粉末流动性和高分辨率与密度。

问:钴铬钼 AM 零件采用哪些后处理方法?

答:热等静压、热处理、表面加工和抛光是常用的后处理工序,以达到充分的密度和表面光洁度。

问:哪些金属 3D 打印工艺与 CoCrMo 合金兼容?

答:选择性激光熔化(SLM)、直接金属激光烧结(DMLS)和电子束熔化(EBM)都可以加工钴铬钼粉末。

问:哪些行业使用快速成型钴铬钼合金部件?

答:医疗、牙科、航空航天、汽车、石油和天然气以及工业部门都受益于 3D 打印钴铬钼合金零件。

问:在 3D 打印过程中,CoCrMo 是否需要支撑结构?

答:是的,悬臂和内部通道需要支撑,以防止变形,并便于印刷后拆卸。

问: 印刷钴铬钼粉末时会出现哪些缺陷?

答:潜在缺陷包括气孔、开裂、变形、不完全融合和表面粗糙。大多数缺陷都可以通过优化参数来避免。

问:对 CoCrMo 合金进行哪种类型的生物相容性测试?

答:按照 ISO 10993 等标准进行细胞毒性、致敏性、刺激性、全身毒性、遗传毒性和植入试验。

问:与铸造合金相比,印刷钴铬钼合金的性能如何?

答:经过优化后,AM CoCrMo 部件的机械性能可达到或优于铸造和退火部件。

问:钴铬合金 F75 和 SP2 的主要区别是什么?

答:F75 的碳含量较高,机加工性能更好,而 SP2 的碳含量较低,加上铌元素可改善印刷过程中的颗粒熔化性能。

问:3D 打印钴铬钼合金部件的预期密度是多少?

答:CoCrMo 可以达到高于 99% 的密度,但必须有适合合金的理想参数,并与锻造材料的特性相匹配。